JP2002154082A - ロボットの関節回転機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ロボットの関節から可動部の逃げの為の隙間
（クリアランス）を出来る限り小さくし、指を挟む等の
危険度を回避しつつねじりと振りの両関節運動を可能と
するロボットの関節回転機構を提供する。 【解決手段】胴体部５上に球形状の頭部１をフレーム４
を介して回転支持する。頭部関節の主部たる頭部１は中
央の顔部２、及び頭部１の左右両端にてそれぞれ両端関
節となる耳部３に三分割される。フレーム４下部の回転
台６にＤＣモータ８、耳部３まで延在したフレーム４の
アーム部４ａにかけわたしたシャフト７の一端にＤＣモ
ータ９を設け、ＤＣモータ８の回転で球形状の頭部１の
ねじり関節運動、ＤＣモータ９の回転で顔部２の振りの
関節運動を行う。両モータの回転でねじりと振りの二自
由度の関節運動が行える。三分割した各部間のクリアラ
ンスは極めて小さく、指を挟む等の危険性が回避でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロボットの関節回転
機構に関し、特に家庭内などで一般的に使用されるロボ
ットにおける回転部分と非回転部分とのクリアランスを
小さくして操作時の危険度を回避しようとするロボット
の関節回転機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロボットと言えば産業用ロボット
が主であり工場内での組立の自動化やラインの無人化等
に活用されていたが、近年ではペットロボットに代表さ
れるように家庭内にもロボットの利用分野が広がって来
た。ロボットが家庭内に入ることにより、幼児から老人
まで多種多様の人がロボットと接するようになり、ロボ
ットの動作に関する安全性が重要視されてくる。特にロ
ボットの首などの関節に代表されるように回転可動部
は、回転体と非回転体の間に可動部の逃げの為の隙間
（クリアランス）を設ける必要があり、この可動部に設
けたクリアランスに指を挟む等の危険性が考えられる。
また可動部に設けたクリアランスからの異物混入や外観
への問題も考えられる。

【０００３】図１０に従来の首振りロボットの関節回転
機構の一例を斜視図にて示す。

【０００４】この従来例では、球形状の回転体である頭
部４１が胴体部４５上にあり、頭部４１は胴体部４５内
に実装されたフレーム４２に保持されていて、図示しな
い回転駆動源を有してフレーム４２に連接する回転台４
４の回転に従い、矢印Ａで示すねじり関節運動と矢印Ｂ
で示す縦振り関節運動の両関節運動を行うようになって
いる。回転体である頭部４１と胴体部４５の間には、可
動部の逃げとしてのクリアランス４３が設けられてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】家庭内などで一般的に
使用されるロボットにおいては、上述のように安全性が
最重要視される問題であるのは当然のことである。しか
しロボットの回転可動部では、回転体と非回転体の間に
可動部の逃げの為の隙間（クリアランス）を設ける必要
性があり、この可動部に設けたクリアランスに指を挟む
等の危険性が大いに考えられる。また可動部に設けたク
リアランスからの異物混入や外観への問題も考えられ
る。

【０００６】上述した従来例においても、回転体である
頭部４１と非回転体である胴体部４５との間には、可動
部の逃げとしてのクリアランス４３が設けられており、
しかも一つの回転駆動源を有する回転台４４に連接する
フレーム４２の回転によってねじりと縦振りの両関節運
動を行うようになっているため、構造上、クリアランス
４３を大きく設ける必要がある。従って、このクリアラ
ンス４３に操作・回転時に指を挟む危険性が大であり、
また異物混入及び外観形状への問題も考えられる。

【０００７】本発明の目的は、上記従来の問題を解消
し、ロボットの関節から可動部の逃げの為の隙間（クリ
アランス）を出来る限り小さくし、回転体と非回転体の
間を部品同士のクリアランスのみで形成する構成とし、
ねじりと振りの両関節運動を可能とするロボットの関節
回転機構を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のロボットの関節
回転機構は、胴体部の略中心部を通る第１の回転軸にあ
る主駆動源と、前記胴体部上にあり前記主駆動源の駆動
により前記第１の回転軸上で回動する球形状の頭部関節
と、前記頭部関節の両端の耳部に相当する部分にてそれ
ぞれ分割された両端関節と、前記胴体部内で前記主駆動
源を取り付けるとともに前記両端関節内に延在するフレ
ームと、前記両端関節内の前記フレーム間に保持され前
記球形状の頭部関節の中心部を回転軸支する第２の回転
軸と、前記両端関節内の前記フレームの少なくとも一方
に設けられ前記第２の回転軸を回動する副駆動源とを備
えている。

【０００９】このロボットの関節回転機構において、前
記主駆動源及び前記副駆動源がともに連続回転用のＤＣ
モータであるようにし、この両方のＤＣモータが回転す
ることにより前記頭部関節と前記両端関節が連続的なね
じりと振りの二自由度の関節運動を行うことを特徴とす
るものである。

【００１０】上述のロボットの関節回転機構において、
前記主駆動源の前記ＤＣモータのみが回転することによ
り前記頭部関節と前記両端関節が連続的なねじり関節運
動を行い、また前記副駆動源の前記ＤＣモータのみが回
転することにより前記頭部関節が連続的な振りの関節運
動を行うようにしてもよい。

【００１１】本発明の他のロボットの関節回転機構は、
上述したロボットの関節回転機構の構成において前記主
駆動源及び前記副駆動源がともにステッピングモータで
あるものとし、この両方のステッピングモータが回転す
ることにより前記頭部関節と前記両端関節がステップ的
なねじりと振りの二自由度の関節運動を行うことを特徴
とするものである。

【００１２】また上述の他のロボットの関節回転機構に
おいて、前記主駆動源の前記ステッピングモータのみが
回転することにより前記頭部関節と前記両端関節がステ
ップ的なねじり関節運動を行い、また前記副駆動源の前
記ステッピングモータのみが回転することにより前記頭
部関節がステップ的な振りの関節運動を行うようにして
もよい。

【００１３】また本発明のさらに他のロボットの関節回
転機構は、肩部の略中心部を通る第３の回転軸にある主
駆動源と、前記肩部上にあり前記主駆動源の駆動により
前記第３の回転軸上で回動する球形状の肩部関節と、前
記肩部関節の両端に相当する部分にてそれぞれ分割され
た肩部両端関節と、前記肩部内で前記主駆動源を取り付
けるとともに前記肩部両端関節内に延在するフレーム
と、前記肩部両端関節内の前記フレーム間に保持され前
記球形状の肩部関節の中心部を回転軸支する第４の回転
軸と、前記肩部両端関節内の前記フレームの少なくとも
一方に設けられ前記第４の回転軸を回動する副駆動源と
を備えることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。

【００１５】本発明においては、ロボットの首振り部分
の関節運動を例にして説明するものとし、球形状の関節
を有するロボットの球の中心を回転中心としたねじりと
振りの二自由度をもつ回転機構に関して説明する。

【００１６】図１は本発明の第１の実施の形態の構成を
示す正面図、図２、図３、図４は第１の実施の形態の動
作状態を示す斜視図である。

【００１７】図１に示す第１の実施の形態の構成におい
て、最も主要な部分は球形状の頭部関節と、この頭部関
節の両端の耳部に相当する部分にてそれぞれ分割された
両端関節であるが、説明する字句を簡略化するために、
球形状の頭部関節全体を頭部１、頭部１の左右両端にそ
れぞれ分割された両端関節を耳部３、頭部１のうちの耳
部３以外の中央部分を顔部２と称する。球形状の頭部１
を回転支持するのが胴体部５である。剛体からなり略中
空状の胴体部５は、上面部分が円形状に開口し、この開
口部分にて後述するフレーム４を介して球形状の頭部１
を回転支持する。

【００１８】胴体部５内には、回転台６を含むフレーム
４が実装されるが、回転台６とフレーム４とでコの字を
丁度９０度上向きにした（即ち、コの字の開放部分が上
になる）形状をなし、コの字の底面の中央部分には主駆
動源たるＤＣモータ（直流モータ）８が取り付けられて
おり、またフレーム４のコの字の左右の上向きのアーム
部４ａは頭部１左右の耳部３の中心付近まで延在してい
る。

【００１９】頭部１の左右両端の耳部３内に延在内蔵さ
れた両方のアーム部４ａは、丁度顔部２の回転中心とな
るべきシャフト７を左右のアーム部４ａに亘ってかけわ
たしてなり、一方の耳部３内でシャフト７の一端には副
駆動源たるＤＣモータ９が取り付けられている。

【００２０】このような第１の実施の形態の構成によれ
ば、ＤＣモータ８と回転台６の回転により頭部１の左右
方向のねじり回転が、またＤＣモータ９とシャフト７の
回転により顔部２の上下方向の縦振り回転が可能とな
る。

【００２１】また、フレーム４、アーム部４ａ、回転台
６、シャフト７、ＤＣモータ８，９は耳部３及び胴体部
５で完全に覆われていて、静止時、動作時ともに外観上
は見えない構成となっている。さらに、頭部１と胴体部
５間のクリアランスは、部品間同士のクリアランスのみ
で形成することができ、従ってこのクリアランスは極め
て小さくなっている。

【００２２】このような構成の第１の実施の形態の動作
について、図２、図３、図４を参照して説明する。なお
図示していないが、動作に必要な操作部や制御部は別に
存在するものとする。

【００２３】図２（ａ），（ｂ）においては、胴体部５
内の回転台６のＤＣモータ８と、耳部３内のＤＣモータ
９がともに連続的に回転する。ＤＣモータ８が回転する
と、頭部１全体が一体となった球として回転台６ととも
に矢印Ａで示すように左右に連続回転（ねじり回転）す
る。この時、頭部１が回転体、胴体部５が非回転体とな
り、頭部１と胴体部５の間に設けられた一定のクリアラ
ンスを保持しつつ回転動作が行われる。

【００２４】またＤＣモータ９が回転すると、左右の耳
部３は動かず中央の顔部２のみがシャフト７を回転軸に
矢印Ｂで示すように上下に回転（振り回転）する。この
時、顔部２が回転体、耳部３が非回転体となり、顔部２
と耳部３の間に設けられた一定のクリアランスを保持し
つつ回転動作が行われる。

【００２５】この図２に示す動作において、矢印Ａのね
じり回転と矢印Ｂの振り回転が同時に行われてもよい
し、或いはねじり回転と振り回転が同時に行われずに、
先ず矢印Ａのねじり回転が終了してから矢印Ｂの振り回
転が行われたり、または矢印Ｂの振り回転が終了してか
ら矢印Ａのねじり回転が行われたりするようにしてもよ
い。

【００２６】なお、ＤＣモータ８によるねじり回転の動
作角度及びＤＣモータ９による振り回転の動作角度は、
必要に応じて適宜に設定すればよい。即ち、図２に示す
動作によれば、頭部関節（頭部１、顔部２）と両端関節
（耳部３）が連続的なねじりと振りの二自由度の関節運
動を行うことができる。

【００２７】図３（ａ），（ｂ）においては、胴体部５
内の回転台６のＤＣモータ８のみが回転する。ＤＣモー
タ８が回転すると、頭部１全体が一体となった球として
回転台６とともに矢印Ａで示すように左右に連続回転
（ねじり回転）する。即ち、頭部関節（頭部１、顔部
２）と両端関節（耳部３）が連続的なねじり関節運動を
行うことができる。

【００２８】図４（ａ），（ｂ）においては、耳部３内
のＤＣモータ９のみが回転する。ＤＣモータ９が回転す
ると、シャフト７を回転軸に中央の顔部２のみが矢印Ｂ
で示すように上下に連続回転（振り回転）する。即ち、
頭部関節（顔部２）が連続的な振りの関節運動を行うこ
とができる。

【００２９】上述した本発明の第１の実施の形態によれ
ば、頭部１と胴体部５間のクリアランスは、胴体部５内
に実装したフレーム４を基準にして設定されるので、部
品間同士のクリアランスを極めて小さくすることがで
き、従って可動部の隙間に指を挟む等の危険性を充分に
回避することができる。

【００３０】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。図５は本発明の第２の実施の形態の構成を示
す正面図、図６、図７、図８は第２の実施の形態の動作
状態を示す斜視図である。

【００３１】図５に示す第２の実施の形態の構成におい
ても、主な構成は第１の実施の形態の場合と略同様であ
り、球形状の頭部関節と、この頭部関節の両端の耳部に
相当する部分にてそれぞれ分割された両端関節がある
が、説明する字句を簡略化するために、球形状の頭部関
節全体を頭部１、頭部１の左右両端にそれぞれ分割され
た両端関節を耳部３、頭部１のうちの耳部３以外の中央
部分を顔部２と称する。

【００３２】球形状の頭部１を回転支持するのが胴体部
５である。剛体からなり略中空状の胴体部５は、上面部
分が円形状に開口し、この開口部分にて後述するフレー
ム４を介して球形状の頭部１を回転支持する。

【００３３】胴体部５内には、回転台６を含むフレーム
４が実装されるが、回転台６とフレーム４とでコの字を
丁度９０度上向きにした（即ち、コの字の開放部分が上
になる）形状をなし、コの字の底面の中央部分には主駆
動源たるステッピングモータ１０が取り付けられてお
り、またフレーム４のコの字の左右の上向きのアーム部
４ａは頭部１左右の耳部３の中心付近まで延在してい
る。

【００３４】頭部１の左右両端の耳部３内に延在内蔵さ
れた両方のアーム部４ａは、丁度顔部２の回転中心とな
るべきシャフト７を左右のアーム部４ａに亘ってかけわ
たしてなり、一方の耳部３内でシャフト７の一端には副
駆動源たるステッピングモータ１１が取り付けられてい
る。

【００３５】このような第２の実施の形態の構成によれ
ば、ステッピングモータ１０と回転台６の回転により頭
部１の左右方向のステップ的なねじり回転が、またステ
ッピングモータ１１とシャフト７の回転により顔部２の
上下方向のステップ的な縦振り回転が可能となる。な
お、ステッピングモータ１０，１１の動作におけるステ
ップ的な回転角度については、１ステップごとの回転角
度を４５度とか６０度とか、適宜のステップ回転角度に
設定できることは勿論である。

【００３６】また、フレーム４、アーム部４ａ、回転台
６、シャフト７、ステッピングモータ１０，１１は耳部
３及び胴体部５で完全に覆われていて、静止時、動作時
ともに外観上は見えない構成となっている。

【００３７】さらに、頭部１と胴体部５間のクリアラン
ス、ならびに顔部２と両端の耳部３間のクリアランス
は、第１の実施の形態の場合と同様に、極めて小さくな
っている。

【００３８】このような構成の第２の実施の形態の動作
について、図６、図７、図８を参照して説明する。なお
図示していないが、動作に必要な操作部や制御部は別に
存在するものとする。

【００３９】図６（ａ），（ｂ）においては、胴体部５
内の回転台６のステッピングモータ１０と、耳部３内の
ステッピングモータ１１がともにステップ的に回転す
る。ステッピングモータ１０が回転すると、頭部１全体
が一体となった球として回転台６とともに矢印Ａで示す
ように左右にステップ回転（ねじり回転）する。この
時、頭部１が回転体、胴体部５が非回転体となり、頭部
１と胴体部５の間に設けられた一定のクリアランスを保
持しつつステップ回転動作が行われる。

【００４０】またステッピングモータ１１が回転する
と、左右の耳部３は動かず中央の顔部２のみがシャフト
７を回転軸に矢印Ｂで示すように上下にステップ回転
（振り回転）する。この時、顔部２が回転体、耳部３が
非回転体となり、顔部２と耳部３の間に設けられた一定
のクリアランスを保持しつつステップ回転動作が行われ
る。この図６に示す動作において、矢印Ａのステップ的
ねじり回転と矢印Ｂのステップ的振り回転が同時に行わ
れてもよいし、或いはねじり回転と振り回転が同時に行
われずに、先ず矢印Ａのねじり回転が終了してから矢印
Ｂの振り回転が行われたり、または矢印Ｂの振り回転が
終了してから矢印Ａのねじり回転が行われたりするよう
にしてもよい。

【００４１】なお、ステッピングモータ１０によるねじ
り回転のステップ動作角度及びステッピングモータ１１
による振り回転のステップ動作角度は、上述したように
必要に応じて適宜に設定すればよい。即ち、図６に示す
動作によれば、頭部関節（頭部１、顔部２）と両端関節
（耳部３）がステップ的なねじりと振りの二自由度の関
節運動を行うことができる。

【００４２】図７（ａ），（ｂ）においては、胴体部５
内の回転台６のステッピングモータ１０のみが回転す
る。ステッピングモータ１０が回転すると、頭部１全体
が一体となった球として回転台６とともに矢印Ａで示す
ように左右にステップ回転（ねじり回転）する。即ち、
頭部関節（頭部１、顔部２）と両端関節（耳部３）がス
テップ的なねじり関節運動を行うことができる。

【００４３】図８（ａ），（ｂ）においては、耳部３内
のステッピングモータ１１のみが回転する。ステッピン
グモータ１１が回転すると、シャフト７を回転軸に中央
の顔部２のみが矢印Ｂで示すように上下にステップ回転
（振り回転）する。即ち、頭部関節（顔部２）がステッ
プ的な振りの関節運動を行うことができる。

【００４４】上述した本発明の第２の実施の形態におい
ても、頭部１と胴体部５間のクリアランスは、胴体部５
内に実装したフレーム４を基準にして設定されるので、
部品間同士のクリアランスを極めて小さくすることがで
き、従って可動部の隙間に指を挟む等の危険性を充分に
回避することができる。

【００４５】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。図９は本発明の第３の実施の形態の構成及び
動作状態を示す斜視図である。

【００４６】この本発明の第３の実施の形態では、ロボ
ットの関節回転に関するねじりと振りの二自由度の関節
運動を肩部に適用したものであり、構成及び動作の基本
的な内容は上述した第１及び第２の実施の形態の場合と
略同様である。

【００４７】図９を参照すると、球形状の肩部関節２０
と、この肩部関節の両端に相当する部分にてそれぞれ分
割された両端関節があるが、説明の字句を簡略化するた
めに、肩部関節２０のうちの球形状部全体を肩部２１、
肩部２１の左右両端にそれぞれ分割された両端関節を両
端部２３、肩部２１のうちの両端部２３以外の中央部分
を中央部２２と称する。

【００４８】球形状の肩部２１を回転支持するのが胴体
部２５である。剛体からなり略中空状の胴体部２５は、
端面部分が円形状に開口し、この開口部分にて後述する
フレーム２４を介して球形状の肩部２１を回転支持す
る。なお、肩部２１の先端部分には腕３０が付いてい
る。

【００４９】胴体部２５内には、回転台２６を含むフレ
ーム２４が実装されるが、回転台２６とフレーム２４と
でコの字形状をなし（コの字の開放部分が腕３０側にな
る）、コの字の底面の中央部分には主駆動源たるＤＣモ
ータ２８が取り付けられており、またフレーム２４のコ
の字の左右のアーム部２４ａは肩部２１左右の両端部２
３の中心付近まで延在している。

【００５０】肩部２１の左右の両端部２３内に延在内蔵
された両方のアーム部２４ａは、丁度中央部２２の回転
中心となるべきシャフト２７を左右のアーム部２４ａに
亘ってかけわたしてなり、一方の両端部２３内でシャフ
ト２７の一端には副駆動源たるＤＣモータ２９が取り付
けられている。なお図示していないが、動作に必要な操
作部や制御部は別に存在するものとする。

【００５１】このような構成の第３の実施の形態の肩部
関節２０の動作について説明する。胴体部２５内の回転
台２６のＤＣモータ２８と、両端部２３内のＤＣモータ
２９がともに連続的に回転する。ＤＣモータ２８が回転
すると、肩部２１全体が一体となった球として回転台２
６とともに矢印Ｃで示すように連続回転（ねじり回転）
する。この時、肩部２１が回転体、胴体部２５が非回転
体となり、肩部２１と胴体部２５の間に設けられた一定
のクリアランスを保持しつつ回転動作が行われる。

【００５２】またＤＣモータ２９が回転すると、左右の
両端部２３は動かず中央部２２のみがシャフト２７を回
転軸に矢印Ｄで示すように回転（振り回転）する。この
時、中央部２２が回転体、両端部２３が非回転体とな
り、中央部２２と両端部２３の間に設けられた一定のク
リアランスを保持しつつ回転動作が行われる。

【００５３】この図９に示す動作において、矢印Ｃのね
じり回転と矢印Ｄの振り回転が同時に行われてもよい
し、或いはねじり回転と振り回転が同時に行われずに、
先ず矢印Ｃのねじり回転が終了してから矢印Ｄの振り回
転が行われたり、または矢印Ｄの振り回転が終了してか
ら矢印Ｃのねじり回転が行われたりするようにしてもよ
い。

【００５４】なお、ＤＣモータ２８によるねじり回転の
動作角度及びＤＣモータ２９による振り回転の動作角度
は、必要に応じて適宜に設定すればよい。即ち、図９に
示す動作によれば、腕３０の運動をも加えた状態で肩部
関節（肩部２１、中央部２２）と両端関節（両端部２
３）が連続的なねじりと振りの二自由度の関節運動を行
うことができる。

【００５５】上述した第１及び第２の実施の形態と同様
にこの第３の実施の形態においても、各構成部品は胴体
部２５内に実装したフレーム２４を基準にして設定され
るので、部品間同士のクリアランスを極めて小さく設定
することができ、従って可動部の隙間に指を挟む等の危
険性を充分に回避することができる。

【００５６】また、この第３の実施の形態においても、
第２の実施の形態と同様に駆動源にステッピングモータ
を用いて、ステップ的なねじりと振りの二自由度の関節
運動を腕３０の運動をも加えた状態で行うことができる
ことは言うまでもない。

【００５７】上述した第１ないし第３の実施の形態にお
いては、主駆動源及び副駆動源（ＤＣモータ及びステッ
ピングモータ）を回転軸の中心上に実装するように例示
したが、これに限定することなく、減速ギヤ機構等を用
い、回転軸の中心から外れた位置に上記駆動源を実装す
るように構成することも可能である。

【００５８】また第１及び第２の実施の形態における顔
部２及び第３の実施の形態における中央部２２を縦振り
回転する場合、駆動源の実装位置を耳部３及び両端部２
３にするように例示したが、これに限定することなく、
駆動源を顔部２内や中央部２２内に実装し、シャフト
７，２７は回転させずに固定軸とし、駆動源まわりの回
転部品を固定軸を支軸に回転させて縦振り回転を行うよ
うに構成することも可能である。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、球
形状の頭部関節を有するロボットの関節回転機構におい
て、ねじりと振りの二自由度の関節運動が容易に行え、
且つ家庭用などのロボットの操作時に回転可動部に設け
たクリアランスに指を挟む等の危険性を回避できる効果
があり、またクリアランスに起因する異物混入の問題及
び外観に対する問題も解決できる。

【００６０】その理由は、球形状の頭部関節を中央部と
両端部に三分割し、ねじり関節運動に対しては球形状全
体を回転させ、振り関節運動に対しては両端部を固定し
中央部のみを回転させる構成としたことにあり、特に頭
部を支えるフレームを両端の耳部に延在・内蔵させるこ
とにより、縦振り時のフレーム可動範囲に設ける可動部
の逃げの為の隙間（クリアランス）を極めて小さくでき
るからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示す正面図
である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の連続的なねじりと
振りの二自由度の関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて
示す斜視図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の連続的なねじりの
関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図であ
る。

【図４】本発明の第１の実施の形態の連続的な振りの関
節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態の構成を示す正面図
である。

【図６】本発明の第２の実施の形態のステップ的なねじ
りと振りの二自由度の関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）
にて示す斜視図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態のステップ的なねじ
りの関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図で
ある。

【図８】本発明の第２の実施の形態のステップ的な振り
の関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図であ
る。

【図９】本発明の第３の実施の形態の構成及び動作状態
を示す斜視図である。

【図１０】従来の首振りロボットの関節回転機構の一例
の構成及び動作状態を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ 頭部 ２ 顔部 ３ 耳部 ４ フレーム ４ａ アーム部 ５ 胴体部 ６ 回転台 ７ シャフト ８，９ ＤＣモータ １０，１１ ステッピングモータ ２０ 肩部関節 ２１ 肩部 ２２ 中央部 ２３ 両端部 ２４ フレーム ２４ａ アーム部 ２５ 胴体部 ２６ 回転台 ２７ シャフト ２８，２９ ＤＣモータ ３０ 腕 ４１ 頭部 ４２ フレーム ４３ クリアランス ４４ 回転台 ４５ 胴体部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 胴体部の略中心部を通る第１の回転軸に
   ある主駆動源と、前記胴体部上にあり前記主駆動源の駆
   動により前記第１の回転軸上で回動する球形状の頭部関
   節と、前記頭部関節の両端の耳部に相当する部分にてそ
   れぞれ分割された両端関節と、前記胴体部内で前記主駆
   動源を取り付けるとともに前記両端関節内に延在するフ
   レームと、前記両端関節内の前記フレーム間に保持され
   前記球形状の頭部関節の中心部を回転軸支する第２の回
   転軸と、前記両端関節内の前記フレームの少なくとも一
   方に設けられ前記第２の回転軸を回動する副駆動源とを
   備えることを特徴とするロボットの関節回転機構。
2. 【請求項２】 前記主駆動源及び前記副駆動源がともに
   連続回転用のＤＣモータであることを特徴とする請求項
   １記載のロボットの関節回転機構。
3. 【請求項３】 請求項２において両方の前記ＤＣモータ
   が回転することにより前記頭部関節と前記両端関節が連
   続的なねじりと振りの二自由度の関節運動を行うことを
   特徴とするロボットの関節回転機構。
4. 【請求項４】 請求項２において前記主駆動源の前記Ｄ
   Ｃモータのみが回転することにより前記頭部関節と前記
   両端関節が連続的なねじり関節運動を行うことを特徴と
   するロボットの関節回転機構。
5. 【請求項５】 請求項２において前記副駆動源の前記Ｄ
   Ｃモータのみが回転することにより前記頭部関節が連続
   的な振りの関節運動を行うことを特徴とするロボットの
   関節回転機構。
6. 【請求項６】 前記主駆動源及び前記副駆動源がともに
   ステッピングモータであることを特徴とする請求項１記
   載のロボットの関節回転機構。
7. 【請求項７】 請求項６において両方の前記ステッピン
   グモータが回転することにより前記頭部関節と前記両端
   関節がステップ的なねじりと振りの二自由度の関節運動
   を行うことを特徴とするロボットの関節回転機構。
8. 【請求項８】 請求項６において前記主駆動源の前記ス
   テッピングモータのみが回転することにより前記頭部関
   節と前記両端関節がステップ的なねじり関節運動を行う
   ことを特徴とするロボットの関節回転機構。
9. 【請求項９】 請求項６において前記副駆動源の前記ス
   テッピングモータのみが回転することにより前記頭部関
   節がステップ的な振りの関節運動を行うことを特徴とす
   るロボットの関節回転機構。
10. 【請求項１０】 肩部の略中心部を通る第３の回転軸に
    ある主駆動源と、前記肩部上にあり前記主駆動源の駆動
    により前記第３の回転軸上で回動する球形状の肩部関節
    と、前記肩部関節の両端に相当する部分にてそれぞれ分
    割された肩部両端関節と、前記肩部内で前記主駆動源を
    取り付けるとともに前記肩部両端関節内に延在するフレ
    ームと、前記肩部両端関節内の前記フレーム間に保持さ
    れ前記球形状の肩部関節の中心部を回転軸支する第４の
    回転軸と、前記肩部両端関節内の前記フレームの少なく
    とも一方に設けられ前記第４の回転軸を回動する副駆動
    源とを備えることを特徴とするロボットの関節回転機
    構。